Géologie des ressources de schiste et de réservoirs étanches

Un produit issu de la Conférence des ministres de l’Énergie et des Mines

Les ressources de schiste et de réservoirs étanches sont des hydrocarbures non conventionnels (pétrole brut, gaz naturel et liquides de gaz naturel).

Qui se trouvent dans des réservoirs étanches, c’est-à-dire des roches dont les pores sont si petits ou si mal reliés que le pétrole et le gaz naturel ne peuvent pas circuler facilement entre eux. On entend par « gaz de réservoirs étanches » ou « pétrole de réservoirs étanches » les hydrocarbures se trouvant dans ces types de réservoirs. Le schiste est un type de réservoir étanche fréquent composé de roches sédimentaires dont le grain est extrêmement fin et qui peut contenir du pétrole ou du gaz naturel, désignés par les termes « pétrole de schiste » ou « gaz de schiste ».

Comme pour l’ensemble des hydrocarbures, les ressources se sont formées pendant des millions d’années, lorsque des matières organiques (plantes et microorganismes) ont été enterrées. Sous l’action d’une chaleur et d’une pression croissantes, elles se sont lentement transformées en pétrole et en gaz naturel. Certains de ces hydrocarbures se sont échappés dans des couches rocheuses adjacentes et sont relativement faciles à extraire en raison de la forte porositéNote de bas de page 1 et perméabilitéNote de bas de page 2 de leurs réservoirs. Cependant, la majorité est demeurée emprisonnée dans des couches plus serrées et moins perméables au sein desquelles il n’est pas possible de les extraire par des moyens conventionnels.

En fait, les ressources de schiste et de réservoirs étanches sont équivalentes au pétrole et au gaz naturel classiques. On les considère comme non conventionnelles en raison des méthodes permettant de les extraire, ainsi que des types de réservoirs depuis lesquels elles sont produites.

Caractéristiques géologiques

La capacité d’un réservoir à produire des hydrocarbures est associée à sa porosité et à sa perméabilité.

Les roches de réservoir sont semblables à des éponges. Elles conservent le pétrole et le gaz naturel dans des cavités (pores) qui sont présentes naturellement dans les roches. On entend par porosité du réservoir le pourcentage de volume de pores qu’une roche renferme.

Dans des réservoirs classiques, l’espace poral peut varier, allant d’ouvertures visibles plutôt grandes à des pores microscopiques. Habituellement, il représente moins de 30 p. 100 du volume rocheux. Dans le cas des réservoirs étanches, habituellement, la porosité est inférieure à 10 p. 100.

Cependant, sans égard au volume total de la porosité, si ces pores ne sont pas liés efficacement les uns aux autres, le pétrole et le gaz naturel ne peuvent pas se déplacer et être extraits. C’est ce que l’on entend par perméabilité. Cette caractéristique est aussi importante que la porosité des réservoirs. Plus la perméabilité est élevée, plus la quantité de fluide pouvant s’écouler dans la roche est grande.

En général, on mesure la perméabilité à l’aide du millidarcy. La perméabilité des réservoirs conventionnels peut aller de dizaines à des centaines de millidarcy. Habituellement, la perméabilité des réservoirs étanches va de 0,1 à 0,001 millidarcy. Les réservoirs schisteux sont encore moins perméables, soit de 0,001 à 0,0001 millidarcy. Ainsi, la perméabilité moyenne des réservoirs étanches et schisteux est habituellement trop petite pour permettre la production commerciale, sauf si on a recours à des techniques d’extraction non conventionnelles (forage horizontal et fracturation hydraulique).

Dans les réservoirs classiques, les hydrocarbures circulent facilement dans la formation, sauf s’ils sont emprisonnés dans une roche imperméable, ou roche de fondation. Cela crée des bassins localisés de pétrole et de gaz naturel auxquels on peut accéder au moyen d’un puits vertical foré directement dans le réservoir.

Dans les réservoirs étanches, les hydrocarbures se trouvent souvent au sein des mêmes roches où ils ont été générés . Sinon, les hydrocarbures des réservoirs étanches se trouvent dans l’espace poral et les fractures naturelles de toutes les roches étanches au sein desquelles ils ont migré. Les ressources de schiste et de réservoirs étanches ont tendance à être réparties, de manière vaste, sur de grandes superficies, au lieu d’être concentrées à des endroits particuliers.

Gaz et pétrole classiques, de réservoirs étanches et de schiste

Figure 1 - Gaz et pétrole classiques, de réservoirs étanches et de schiste

Source : Office national de l’énergie (2011), Modifié de l’Energy Information Administration et de l’United States Geological Survey

Version textuelle - Figure 1

Figure 1 : Schéma montrant la localisation des différentes sources d’hydrocarbures dans le sol : gaz et pétrole classiques, gaz et pétrole de réservoirs étanches et de schiste et méthane de houille.

Potentiel en ressources

Les estimations concernant les ressources de schiste et de réservoirs étanches au Canada varient. Les gouvernements et organismes de réglementation fédéraux et provinciaux cherchent à élaborer une approche complète et normalisée pour évaluer les ressources de schiste et de réservoirs étanches au Canada. Selon certains intervenants de l’industrie, le potentiel des ressources de schiste et de réservoirs étanches canadiennes doivent tout de même faire l’objet de vérifications indépendantes au moyen d’évaluations géologiques publiques ou de la production commerciale.

Différents types d’estimations servent à mesurer le volume des hydrocarbures.

Une distinction importante existe entre les « ressources », qui peuvent ne pas être découvertes ou qu’il n’est économiquement pas viable d’exploiter, et les « réserves », qui sont des ressources découvertes dont l’exploitation par forage est rentable. Ces estimations varient en fonction des changements touchant les conditions économiques, la technologie et les renseignements disponibles. Tandis que davantage de données deviennent accessibles, l’exactitude des estimations est améliorée.

Selon l’Office national de l’énergie, il reste 1 087 billions de pieds cubes de gaz commercialisable au Canada. De ce nombre, 750 billions de pieds cubes sont des ressources de gaz de schiste et gaz de réservoirs étanches . Fin 2014, l’Office national de l’énergie a évalué que le Canada disposait de 171 milliards de barils de pétrole résiduel, 97 p. 100 de ce pétrole se trouvant dans des sables bitumineux, le reste provenant de sources de pétrole classique et de réservoirs étanches.

 

Quels sont les différents types d’estimations pour les ressources pétrolières et gazières?

  • Pétrole/gaz en place : Le volume total de pétrole ou de gaz naturel présent dans le réservoir. Il n’indique pas le volume de pétrole ou de gaz naturel pouvant être extrait.
  • Pétrole/gaz commercialisable : Le pétrole ou gaz naturel traité pour en retirer les impuretés, comme les liquides de gaz naturel et les sous-produits autres que les hydrocarbures (par ex., CO2, H2S)
  • Pétrole/gaz techniquement récupérables : Le volume de pétrole ou de gaz naturel qui pourrait être récupéré de réservoirs connus à l’aide de la technologie actuelle, sans égard aux conditions économiques (p. ex. prix, coûts de production).
  • Pétrole/gaz économiquement récupérables : Le volume de pétrole ou de gaz naturel qui pourrait être récupéré de réservoirs connus dans des conditions économiques prévisibles (p. ex., prix, coûts de production).
  • Potentiel ultime : Le volume de pétrole ou de gaz techniquement récupérable et commercialisable selon les données géologiques actuelles, mais qui n’a pas encore été découvert par le forage.
  • Réserves établies : Le volume de pétrole ou de gaz techniquement et économiquement récupérable et commercialisable prouvé par forage, essai ou production, ou dont l’existence est évaluée avec grande certitude à l’aide de données géologiques ou géophysiques